隧道爆破课程设计.docx
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隧道爆破课程设计
一、工程概况:
二、一、隧道总长3211m
三、2、隧道形状及断面要求:
断面为半圆拱形,墙高15m,宽8m
四、3、隧道特点及环境条件:
隧道围岩坚固性系数f=11~13,隧道旁55m有一座水工隧道,水工隧道的安全振动速度不能超过7~15cm∕s;同时,隧道为浅埋隧道,最小埋深为22m,隧道上方沿隧道走向有另外一条南水北调中线工程隧道——王家岭隧道,该隧道能够经受的最大振动速度为3cm∕s
五、4、地质条件:
岩性以泥岩夹砂岩为主;区内构造节理不发育,地表水较发育,地下水以基岩裂隙水为主
六、五、工期要求:
隧道掘进工期定为12个月
七、六、设计内容及要求
八、完成设计说明书,要紧内容包括:
九、1)依照环境条件,进行最大装药量的平安验算
十、2)要求周边孔采纳光面爆破施工,完成详细地隧道和炮孔装药参数表
十一、3)完成隧道断面布孔图,掏槽孔形状及布孔图
十二、4)完成所有炮孔装药结构图
十三、5)完成炮孔起爆顺序及起爆网路图
十四、6)要紧技术经济指标
十五、a、断面开挖面积(
)b、单位面积炮孔数(个)
十六、c、设计炮孔利用率(%)d、估量的循环进尺(m)
十七、e、每循环爆破岩石量(m
)f、比钻孔量(m/m
)
十八、g、火药单耗(kg∕m
)
隧道断面为半圆拱形,墙高15m,宽8m。
断面面积
二、掘进爆破方案及爆破平安要求
一、隧道断面结构设计:
二、掘进方式:
采纳分台阶掘进法,上断面掘进高度为8m,面积为
,下断面开挖面积88
,为了减小爆破振动强度,上断面布置楔形掏槽孔,上次掘进爆破成形,单循环进尺操纵在~2.7m之间。
下断面布置采纳水平炮孔爆破开挖,单次爆破进尺为5m。
周边孔采光面爆破。
上断面始终超前下断面10m以上。
三、爆破参数设计:
一、凿岩机具及爆炸物品:
采纳凿岩台车配备9台7655型气腿式凿岩机,孔径40mm。
2、确信最大段装药量:
依照公式:
Qm=R3(V/K)3/α确信最大一段许诺用药量。
查表得:
取K=100α=
那么,Qm1=2021.1kgQm2=9.5kg
取小值,那么最大段许诺用药量为9.5kg。
3、爆破参数设计:
上断面掏槽孔和崩落孔爆破参数:
①炮孔深度。
炮孔深度按下式计算
L=(~)B
式中B——隧道宽度,m
那么,L=~7.2m可是,为了降低爆破振动,取崩落孔深度为1.8m,掏槽孔超深20cm。
当工作面与王家岭隧道相距22m以上时,崩落孔的深度可加大至4.0m。
②火药单耗。
隧道掘进爆破的火药单耗要紧与岩性和开挖断面积有关,可由公式计算
k=
式中k——火药单耗
f——岩石普式系数
S——开挖断面积(S大于18
时,取18
)
通过计算得,k=kg∕m
取k=kg∕m
③单循环装药量Q。
依照公式
Q=kslη式中Q——每循环的总装药量,kg
k——单位火药消耗量,kg∕m
S——隧道掘进尽断面积,
l——工作面爆孔平均深度,m
η——爆孔利用率,一样为~
鉴于该段岩体的可爆性较好,本例取炮孔利用率为.因此和孔深的单循环装药量别离取为:
和。
④炮孔间距。
循环进尺为时,每对掏槽孔的孔口距a取,孔底距取20cm,掏槽孔排距a=30cm,掏槽孔两边布置的辅助孔孔距取80cm,拱部的崩落孔孔距取70cm。
循环进尺为时,每对掏槽孔的孔口距a取3m,孔底距取20cm,掏槽孔排距a=30cm,掏槽孔两边布置的辅助孔孔距取70cm,拱部的崩落孔孔距取90~100cm。
⑤单孔装药量q。
隧道掘进爆破的单孔装药量按下式计算
q=nLγ
式中q——单孔装药量,kg
n——装药系数。
查表并结合此例实际情形取:
掏槽孔n=,崩落孔n=;
L——炮孔长度,m
γ——单位长度的药卷质量,kg∕m
那么,循环进尺为时
q
=××=kgq
=××=
循环进尺为4.0m时
q
=××=3.38kgq
=××=2.67kg
⑥.炮孔数量确信.先依照单位火药消耗量进行估算,然后再依炮孔布置情形适当加以调整。
通过公式N=
式中:
k——掘进爆破单位火药消耗量,kg∕m
L——炮孔平均深度,m
——炮孔平均装药系数,查表可得
K——火药的线装药密度,kg∕m
η——炮孔利用率。
因此取得初算N=78个。
上断面周边孔爆破参数:
1拱部周边孔光面爆破参数。
光面层厚度:
W=(10~20)D=40~80mm,一样取W=50~80cm。
此设计取70cm。
炮孔间距a:
按a=(10~18)D计算,考虑到拱部周边孔边界操纵要求高,适当增加炮孔数量,取a=45cm
装药不耦合系数:
K=~
线装药密度,取q=~kg∕m
2边墙周边孔爆破参数。
炮孔间距a=50~55cm,本设计取50cm。
线装药密度:
q
=~kg∕m
3底板孔爆破参数。
底板孔距:
a=70~75cm,本设计取70cm。
装药系数:
n=
单孔装药量
循环进尺为时,q=nLγ=××=
循环进尺为时,q=nLγ=××=
下断面爆破参数:
上断面开挖后,为下断面提供了一个上向自由面,爆破条件有所改善,爆破振动速度强度降低,为增加单循环进尺,下断面采纳水平深孔爆破。
1炮孔深度L。
取炮孔深度L=
2抗击线W和排距b。
由于台阶上表面为抗击线,爆破岩体必需克服重力功,才能保证爆破成效,因此抗击线不宜过大。
但是抗击线过小,那么可能形成抛掷作用,造成爆破飞石砸坏隧道的初期衬砌。
因此取抗击线W=~,排距b=。
此设计中取W=,排距取b=
3炮孔间距a。
边墙周边孔孔距a=65~70cm,取a=70cm。
地板孔距a=~,取a=。
主炮孔间距按m=~计算,因此a=~,取a=。
4火药单耗k。
本设计中岩性以泥岩夹砂岩为主,火药单耗k=~kg∕m
,可是考虑到水平孔爆破上表面为抗击线的特点,取火药单耗k=~kg∕m
,设计中取k=kg∕m
。
5单循环装药量Q。
依照公式Q=kslη
鉴于该段岩体的可爆性较好,本例取炮孔利用率为.因此单循环装药量别离取为:
99kg~139kg。
6单孔装药量q。
主爆孔、底板孔的单孔装药量q依照公式q=kWLa或q=kbLa来计算。
因此q=×1×5×1~××5×=~。
7考虑到底板孔的爆破条件差,装药量可加大15%~20%,而第一排主炮孔因自由面条件较好,可减少10%~15%。
为此,第一排主炮孔的装药量q=~,中间主炮孔q=~,底板孔q=~。
8边墙周边孔的装药量那么依照光面爆破方式确信,线装药密度q
=~kg∕m,单孔装药量q=~kg。
9炮孔数量确信。
通过公式N=
计算
10那么N=45个。
四、爆破施工设计:
一、上断面爆破施工设计:
①从距离底板50~60cm处开始,沿隧道中心线双侧对称布置3对垂直楔形掏槽孔,掏槽孔与工作面呈65°~70°的夹角,孔深L=。
在掏槽孔与边墙之间布置四排辅助孔,第一排辅助孔与掏槽孔相距20cm,最外排辅助孔与边墙相距50~60cm,此设计取55cm。
中间辅助孔的排距为40cm。
在隧道拱部呈弧形布置五排崩落孔,排距为60~70cm,此设计取70cm,其钻孔方向向外倾斜5°,双侧边墙周边孔间距50~55cm,此设计取50cm。
拱部周边孔间距45cm。
底板孔直接布置在底部边界上,并向下倾斜10°钻孔,孔距70~75cm,此设计取70cm。
除掏槽孔外所有炮孔均为垂直,孔深L=。
炮孔布置形式及其孔网参数如以下图所示:
②装药结构与单孔装药量。
除周边孔采纳轴向空气距离装药外,其余炮孔均采纳持续装药结构。
拱部周边孔及边墙周边孔采纳直径为25mm、长20cm、质量100g的卷状乳化火药;底板孔利用直径35mm、长20cm、质量200g的卷状乳化火药;其余炮孔均利用直径35mm、长20cm、质量150g的卷状2号岩石铵梯火药。
各类炮孔的装药量列于下表:
上断面掘进爆破炮孔装药参数表
孔种类
炮孔个数
炮孔深度
倾斜度
炮孔装药量(kg)
雷管段别
炸药(乳化炸药)
炸药(2号岩石铵梯炸药)
单孔深度
总深
垂直
水平
卷数
重量
总重
卷数
重量
总重
掏槽孔
6
0
60
45
150g
6.7kg
1
辅助孔
104
0
0
520
150kg
78kg
4-18
拱部周边孔
24
0-5
0-5
120
100g
12kg
20
边墙周边孔
18
0
5
90
100g
9g
18
底板孔
12
10
0
60
200g
12kg
19
总计
164
270
33kg
565
84.7kg
③.起爆顺序与起爆方式。
采纳非电导爆管雷管孔内毫秒延迟起爆顺序系统。
为了操纵爆破的地标振动速度强度,并取得较好的爆破成效,起爆顺序为:
第一所有掏槽孔同时起爆,然后依次为辅助孔、崩落孔、边墙周边孔和拱部周边孔。
其中,辅助孔、崩落孔又按先内后外的顺序逐排起爆,单段最大装药量为。
每一个炮孔内装入一发非电导起爆管毫秒雷管,雷管段别图所示。
采纳串并联方式起爆,主传导管用雷管引爆,并保证各段的延迟时刻距离大于50ms,以幸免地震波叠加而产生过大的地表振动速度。
2.下断面施工设计。
①.爆孔布置。
在下断面横截面上共布置11排主炮孔,从上往下第一排孔底抗线为,其余排距,每排8个炮孔,孔距。
双侧边墙各布置四个周边孔,孔距,其钻孔方向沿开挖边界向外倾斜5°。
沿底板边界布置六个底板孔,孔距~,钻孔方向向下倾10°。
炮孔布置形式与尺寸如下图。
②.装药结构与单孔装药量。
装药结构与上断面相同。
除底板孔利用单卷质量为200g的乳化火药外,其余炮孔均利用单卷质量为150g的2号岩石铵梯火药。
各炮孔的单孔装药量列于下表。
下断面掘进爆破炮孔装药参数表
孔种类
炮孔个数
炮孔深度
倾斜度
炮孔装药量(kg)
雷管段别
炸药(乳化炸药)
炸药(2号岩石铵梯炸药)
单孔深度
总深
垂直
水平
卷数
重量
总重
卷数
重量
总重
主炮孔
83
5
415
0
0
1411
150g
211.6kg
1-15
中间底板孔
7
5
35
0
10
119
100g
11.9kg
16
周边孔
30
5
150
5
5
510
100g
51kg
17
两侧底板孔
2
5
10
10
0
34
200g
6.8g
18
总计
122
610
663
69.7kg
1411
211.6kg
③.起爆顺序与起爆方式。
仍采纳非电导爆管雷管孔内毫秒延迟起爆系统,起爆顺序为:
主炮孔、中间底板孔、周边孔、双侧底板孔。
各炮孔的雷管段别见图和表,单段最大装药量为。
五、要紧技术经济指标
a、断面开挖面积(
):
上断面开挖面积:
下断面开挖面积:
88
b、单位面积炮孔数(个):
上断面炮孔数:
164个下断面炮孔数:
122个
c、设计炮孔利用率(%)90%
d、估量的循环进尺(m)1.7m
e、每循环爆破岩石量(m
)上断面:
97.1m
下断面440m
f、比钻孔量(m/m
)上断面:
0.018m/m
下断面:
0.011m/m
g、火药单耗(kg∕m
)上断面:
1.1kg∕m
下断面:
0.4kg∕m